(57)【要約】【課題】蛍光材料で形成された複数のバーコードや二次元コードなどのコードを、１回の読み取り操作で読み取ることのできるコードリーダを提供する。【解決手段】識別対象物上に、光により励起され、前記光とは異なる波長の非可視光（例えば赤外光）を発生する蛍光素材により形成された複数のコードを読み取るコードリーダにおいて、前記複数のコードを含む識別対象物上の所定の視野に前記光を照射する光照射部と、前記所定の視野に含まれる複数のコードからの非可視光を画像データとして得る受像部と、前記画像データに含まれる複数のコードを文字や数字などの情報にデコードするデータ処理部と、前記データ処理部でデコードされた情報を表示する表示部、および／または前記データ処理部でデコードされた情報を出力する出力部とを備え、前記受像部には、前記非可視光を選択的に透過させるフィルタを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
識別対象物上に、光により励起され、前記光とは異なる波長の非可視光を発生する蛍光素材により形成された複数のコードを読み取るコードリーダであって、
前記複数のコードを含む識別対象物上の所定の視野に前記光を照射する光照射部と、
前記所定の視野に含まれる複数のコードからの非可視光を画像データとして得る受像部と、
前記画像データに含まれる複数のコードを文字や数字などの情報にデコードするデータ処理部と、
前記データ処理部でデコードされた情報を表示する表示部、および／または前記データ処理部でデコードされた情報を出力する出力部とを有し、
前記受像部には、前記非可視光を選択的に透過させるフィルタが備えられていることを特徴とするコードリーダ。
【請求項２】
前記非可視光が赤外光である、請求項１記載のコードリーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般商品、ＩＣカードや各種プリペイドカード、紙幣、各種印刷物などに設けるバーコードや二次元コードなどのコードを読み取る装置すなわちコードリーダに関し、特に照射光とは異なる波長の非可視光を発生する蛍光素材により形成されたコードを読み取るコードリーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般商品、ＩＣカードや各種プリペイドカード、紙幣、各種印刷物などにバーコードや二次元コード（以下、単にコードともいう）を印刷等の方法により形成し、これらのコードを専用のコードリーダで読み取って商品管理や真贋判定等のデータとして用いることが幅広い分野で行われている。特に近年では、一次元のバーコードに比べて情報量の多い二次元コードが利用されることが多くなってきている。しかし、二次元コードは細かい網目状のドットで構成されていることから、印刷面の状況により、ドットの明暗のコントラストが弱くなったり、汚れの付着等によりドットが不明瞭になったりして、読み取りが困難になる場合がある。このため、例えば特許文献１に記載されているように、コードを構成しているドットの明暗を正確に読むための技術も提案されている。
【０００３】
一方、セキュリティ性やデザイン性を高く要求される用途ないし分野においては、照射光により励起されて当該照射光とは異なる波長の非可視光（以下、蛍光ともいう）を発生する素材（以下、蛍光素材、蛍光材料ともいう）によりバーコードを各種素材上に形成し、可視光下ではバーコードが見えないようにすることも行われている（例えば特許文献２）。また、蛍光の残光（照射光強度を０にした後でも発光する蛍光をいう）によるマークの識別方法（特許文献３）、残光の強度の時間的変化を複数の計測点で測定し、この強度波形により蛍光材料の種類を特定する方法（特許文献４）も提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１０２３４８号公報
【特許文献２】特開平６−３３７９５５号公報
【特許文献３】特開平５−２０５１２号公報
【特許文献４】特開平８−２３５３０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述の従来技術では、余分なデータ処理が要求され処理速度が低下したり（特許文献１）、受光素子で一次元のバーコードしか読み取ることができないために情報量に限界があったり（特許文献２〜４）、コードを画像データとして捉えることができないために定位置のコードしか読み取ることができなかったり、複数のコードを一回の読み取り操作でデコードできない（特許文献２〜４）などの問題点があった。
【０００６】
本発明は、このような問題に対処するもので、蛍光材料で形成された複数のバーコードや二次元コードなどのコードを、１回の読み取り操作で読み取ることのできるコードリーダを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的達成のため、本発明は、識別対象物上に、光により励起され、前記光とは異なる波長の非可視光（例えば赤外光）を発生する蛍光素材により形成された複数のコードを読み取るコードリーダにおいて、前記複数のコードを含む識別対象物上の所定の視野に前記光を照射する光照射部と、前記所定の視野に含まれる複数のコードからの非可視光を画像データとして得る受像部と、前記画像データに含まれる複数のコードを文字や数字などの情報にデコードするデータ処理部と、前記データ処理部でデコードされた情報を表示する表示部、および／または前記データ処理部でデコードされた情報を出力する出力部とを具備し、さらに前記受像部に前記非可視光を選択的に透過させるフィルタを備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
これらの構成に加えて、任意のタイミングで間欠的に光を照射しうる間欠照射手段を前記光照射部に備えるともに、前記受像部から前記データ処理部へ任意のタイミングで前記画像データを間欠的に送出しうる間欠送出手段を備えるのが望ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のコードリーダは、光により励起され、前記光とは異なる波長の非可視光を発生する蛍光素材により形成されたコードを当該非可視光を選択的に透過させるフィルタを介して読み取るので、印刷面の状況や汚れの付着によるドットやラインのコントラストの低下がなく、正確にコードを読み取ることができる。
【００１０】
本発明のコードリーダは、読み取り視野に含まれる複数のコードを画像データとして捉えるので、一回の読み取りで複数のコードを読み取ることができる。
【００１１】
コードに対する照射光として近赤外光を使用した場合、識別対象物上に潜像としてコードを形成することで、識別対象物の意匠性を損なうことなく人間の目では不可視な情報を付与することが可能となるが、本発明はこのようなコードの読み取り手段として用いることができる。その場合、蛍光材料の有無により真贋鑑定も可能となる。
【００１２】
本発明のコードリーダは、データ処理部を備えているので、一度の読み取りで画像データとして捉えた複数のコードを順次データ処理してデコードしたり、異なる種類のコードであってもコードの種類に応じてデコードしたり、読み取り視野中の任意の位置および向きのコードをデコードしたりすることができる。
【００１３】
本発明のコードリーダに、任意のタイミングで間欠的に光を照射できる間欠照射手段と、受像部からデータ処理部へ任意のタイミングで画像データを間欠的に送出できる間欠送出手段とが備えられている場合には、識別対象物上に異なる残光特性を有する蛍光材料からなる複数のコードを形成した場合でも、前記のタイミングを切り替えることで、特定のコードを選択的に表示させたり、コードを形成している蛍光材料を同定したりすることができ、このようにして表示され或いは同定されたコードのもつ情報を真贋鑑定に利用することが可能となる。
【００１４】
本発明のコードリーダは、比較的簡単な構成であるため、前述したような多様なコードの読み取り、多くの情報認識が可能な装置でありながら、比較的低コストで実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るコードリーダの基本的な構成を示す概略構成図である。このコードリーダは、識別対象物１上に形成された複数のコード２を認識するものである。コード２は、光により励起され、前記光とは異なる波長の蛍光Ｒを発生する素材により形成されている。
【００１６】
図１に示したコードリーダは、複数のコード２を含む識別対象物１上の所定の視野に前記光Ｉを照射する光照射部３と、前記所定の視野に含まれる複数のコード２からの非可視光を画像データとして得る受像部４と、前記画像データに含まれる複数のコードを文字や数字などの情報にデコードするデータ処理部５と、このデータ処理部５で復元された情報を表示する表示部６と、データ処理部５で復元された情報を出力する出力部７と、コード２から発生する蛍光Ｒを選択的に透過させるフィルタ８とを有する。このフィルタ８は、受像部４に備えられている。
【００１７】
識別対象物１の具体例としては、一般商品、ＩＣカードや各種プリペイドカード、紙幣、各種印刷物など、印刷等によりコード２が形成可能なものであればよく、従来公知のあらゆるものが挙げられる。
【００１８】
コード２は、図１では受像部４の視野内に大きく形成されているが、実際には受像部４の視野内にありさえすれば受像部４の解像度で判別できる程度の小さなものでよく、また複数個であってもよい。コード２を構成する蛍光材料としては、使用する照射光（励起光）の種類（紫外、可視、赤外など）に応じて、従来公知の様々な蛍光材料が用いられる。例えば、紫外、近紫外領域で蛍光を発生する材料としては、鉄イオン（Ｆｅ3+）を発光中心とし、アルミン酸塩を母体とする蛍光体粉末が挙げられる。可視領域で蛍光を発生する材料としては、ネオジム（Ｎｄ）イオン、イッテルビウム（Ｙｂ）イオン等で賦活された蛍光体等が挙げられる。赤外、近赤外領域で蛍光を発生する材料としては、ネオジム（Ｎｄ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ユーロビウム（Ｅｕ）、ツリウム（Ｔｍ）、プラセオジウム（Ｐｒ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）等の希土類元素単体、もしくはそれらの混合物を発光中心とし、それらの発光中心が燐酸塩、モリブデン酸塩、タングステン酸塩等の酸化物が母体に含まれる蛍光体粉末等が挙げられる。識別対象物上に上記の蛍光材料の中から使用目的に適した物を使用してコード２を印刷し、その上から通常のインクで任意の印刷を施し、目視によるコード２の確認が不可能なものとしてもよい。
【００１９】
光照射部３は、用途や目的に応じて、紫外線、可視光線、赤外線またはこれらの中間領域の光を発生する光源（図示せず）を有する。使用する光源は、特に制限されるものではなく、各領域の光を発生する従来公知のものを用いることができる。前述したように、コード２の上から通常の印刷を施してコード２を不可視とする場合には、近赤外、赤外光を発生する光源を用いることが好ましい。このような光源としては赤外線ランプ、赤外ＬＥＤ等の従来公知の光源が挙げられる。
【００２０】
受像部４は、画像（図示せず）を結像するレンズと、画像を電気信号に変換する撮像素子とを有する。撮像素子としては、発生する蛍光の波長に応じてＣＣＤやＣＭＯＳなどの従来公知のエリア撮像素子を用いることができる。前記レンズの前に蛍光Ｒの波長に応じて当該波長を選択的に透過するフィルタ８を備えると、コントラストの高い画像を得ることができるので好ましい。
【００２１】
データ処理部５は、（１）受像部４から送られてきた画像データに含まれる複数のコードを文字や数字などの情報にデコードする演算部（図示せず）と、得られた情報を必要に応じて他の装置などに出力する出力部７とを有する。このデータ処理部５では、（１）受像部４から送られてきた画像データに含まれる複数のコードを演算部で文字や数字などの情報にデコードすること、（２）撮影した画像の任意の範囲の平均輝度を求めること、（３）前記（１）と（２）の各処理を任意に組み合わせて連続して行うこと、などができる。
【００２２】
前述の各データ処理は、従来公知のデータ演算処理と同じような手順で行うことができる。例えば、前記（１）のデコード処理は、図４（１）に示したように、画像データを所定のレベルで二値化した後、必要範囲を選択（複数選択可）もしくは非選択し、各画像データについて、必要であればコードに含まれる位置検出パターンを元にコードの向きが正規になるように回転操作を行い、得られた信号からコード体系を判別し、文字や数字などの情報に復元する処理を行う（デコード）。読み取った結果は、表示部６の画面の画像データの近くに表示したり、出力部７から出力したりする。
【００２３】
前記（２）の輝度検出処理の場合は、図４（２）に示したように、必要範囲を選択し（複数選択可）、各範囲について順次、範囲内の各部の輝度検出、平均輝度の算出を行う。算出した結果は、表示部６の画面の選択範囲の近くに表示したり、出力部７から出力したりする。
【００２４】
前記（３）の連続処理の場合は、図４（３）に示したように、まず必要な処理内容（前記（１）および／または（２））を選択・決定して静止画像を撮影する。つぎに、撮影した画像データから必要範囲を選択し、データ処理を開始する。一つのコードに対して選択された演算処理を実施終了すると次のコードをサーチし、あれば選択された演算処理を実施し、これが未処理のコードがなくなるまで繰り返される。すべてのコードの処理を終了すると、表示部６の画面に処理結果を表示したり、出力部７から出力したりする。
【００２５】
表示部６は、例えばＣＲＴ、液晶ディスプレイまたはプラズマディスプレイなどで構成され、データ処理部５の処理結果に応じて、撮影した画像データ、二値化処理後の画像データ、文字、数字、照合結果、平均輝度などを単独でまたは組み合わせて表示できるようになっている。
【００２６】
図２は、本発明の第２実施形態に係るコードリーダの基本的な構成を示す概略構成図である。この第２実施形態に係るコードリーダにおいては、上述した第１実施形態の構成に加え、任意のタイミングで光照射を間欠的に行うための間欠照射手段９が光照射部３に備えられているとともに、受像部４からデータ処理部５へ任意のタイミングで前記画像データを間欠的に送出するための間欠送出手段１０が備えられている。間欠照射、間欠送出は、具体的には図３に示すように、一定の周期にて照射のＯＮ、ＯＦＦが行われる。この時のＯＮ間隔、ＯＦＦ間隔は目的、用途に応じて適宜設定される。画像データの送出は前記照射がＯＦＦである間に、所定のタイミングで照射の周期に対応してＯＮ、ＯＦＦされる。照射がＯＦＦであるときに、送出がＯＮされるタイミングは、図３中のシャッタＳ１、Ｓ２、Ｓ３に示したように任意のタイミングが選択される。
【００２７】
光照射部３に備えられている間欠照射手段９としては、任意のタイミングで光源の電源を間欠的にＯＮ、ＯＦＦすることができる電気回路、または光照射部を機械的に間欠的に開閉するシャッタなど従来公知の手段が挙げられる。
【００２８】
受像部４からデータ処理部５へ任意のタイミングで前記画像データを間欠的に送出できる間欠送出手段１０としては、任意のタイミングで受像部４の電源を間欠的にＯＮ、ＯＦＦすることができる電気回路、または受像部４とデータ処理部５との間にあって受像部４からデータ処理部５への画像データの流れを間欠的にＯＮ、ＯＦＦすることができる電気回路など従来公知の手段が挙げられる。
【００２９】
識別対象物１上のコード２は、任意の残光特性を有する蛍光材料を用いて形成される。ここでいう残光特性とは、図３に示すように、照射光を一定間隔でＯＮ、ＯＦＦした時に発生する蛍光が、照射光ＯＮ時にはＯＮとともに漸増し、照射光ＯＦＦ時にはＯＦＦとともに漸減する性質を意味する。この漸増、漸減の度合いは、蛍光材料の種類により異なる。すなわち、図３のＴ１からＴ２に時間経過したときの蛍光輝度の比（Ｄ２／Ｄ１）は、蛍光材料の種類により異なる。
【００３０】
識別対象物１に所定のタイミングで間欠照射を行い、照射光がＯＦＦである間に、コード２を形成する蛍光材料の残光特性に対応した所定のタイミングで受像部４からデータ処理部５へ画像データを間欠的に送出することにより、（ａ）照射光の反射によるノイズが低減できる。（ｂ）画像データを間欠的に送出するタイミングをコントロールすることにより、残光特性の異なる蛍光材料により形成された複数のコード２の識別が可能になる。（ｃ）前述の蛍光輝度比（Ｄ２／Ｄ１）を求めることにより、コード２を形成する蛍光材料を同定することができる。
【００３１】
ここで、上記（ｂ）の具体例について説明する。図５（１）に示したように、識別対象物に残光特性の異なる３種類の蛍光材料（ｘ，ｙ，ｚ）で形成された３つのコード（ａ、ｂ、ｃ）があり、各蛍光材料の蛍光輝度比（Ｄ２／Ｄ１）がｘ＞ｙ＞ｚの場合、例えば照射光ＯＦＦ時の蛍光輝度の変化は図３に示したようになっている。受像部４から間欠送出手段１０を介してデータ処理部５へ送られる画像データを、データ処理部５にて輝度値Ｄ２を閾値として二値化して表示部６に表示する場合、間欠送出手段１０にてシャッタＳ１のタイミングでデータを送れば、ｘ，ｙ，ｚのいずれの蛍光材料で形成されたコードの輝度も閾値Ｄ２を越えているために、すべてのコードａ、ｂ、ｃの画像が表示される（図５（１）（ｉ））。これに対し、シャッタＳ２のタイミングでデータを送る場合には、蛍光材料ｚで形成されたコードｃの画像の輝度のみが閾値Ｄ２に達していないので、コードｃの画像のみが表示されない（図５（１）（ｉｉ））。また、シャッタＳ３のタイミングでデータを送る場合には、蛍光材料ｘで形成されたコードａの画像の輝度のみが閾値Ｄ２を越えているので、コードａの画像のみが表示されることになる（図５（１）（ｉｉｉ））。なお、（ｉ）画像データから（ｉｉ）画像データを減算するデータ処理を行うことによりコードｃの画像のみを表示させたり、（ｉｉ）画像データから（ｉｉｉ）画像データを減算するデータ処理を行うことによりコードｂの画像のみを表示させたりすることができる。また、図５（１）（ｉ）〜（ｉｉｉ）に示した例では、黒地部分が蛍光体の存在しない部分であり、白色部分が蛍光体を印刷した部分、つまり発光部分である（先の図４（１Ａ）のコード出力例においても同様）。
【００３２】
また、上記（ｃ）の具体例としては、次のとおりである。図５（２）に示したように、シャッタＳ１のタイミングでデータ処理部５へ画像データを送り、画像データから輝度値Ｄ１を得る。次にシャッタＳ２のタイミングでデータ処理部５へ画像データを送り、画像データから輝度値Ｄ２を得る。演算処理により蛍光輝度比（Ｄ２／Ｄ１）を得て、予め登録されている、各種蛍光材料の蛍光輝度比（Ｄ２／Ｄ１）の値と比較し、その結果として合致する蛍光材料があれば、蛍光材料名を出力し、なければ該当材料なしを出力する。この機能によれば、コードの形状のみを模した偽印刷物等の真偽判定が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施形態に係るコードリーダの基本的な構成を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係るコードリーダの基本的な構成を示す概略構成図である。
【図３】本発明のコードリーダの間欠照射と、それにともなう蛍光の発生、画像データの間欠送出の様子を示すタイムチャート図である。
【図４】各データ処理の内容を示すフローチャート図である。
【図５】残光特性の異なる蛍光材料を用いた場合の画像表示例およびデータ処理のフローチャート図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  識別対象物
２  コード
３  光照射部
４  受像部
５  データ処理部
６  表示部
７  出力部
８  フィルタ
９  間欠照射手段
１０  間欠送出手段
Ｉ  照射光
Ｒ  蛍光
【図１】
2007323201.tif 000003
【図２】
2007323201.tif 000004
【図３】
2007323201.tif 000005
【図４】
2007323201.tif 000006
【図５】
2007323201.tif 000007